姚志宏 胡亚军 谭占臣
（国电铜陵发电有限公司 安徽铜陵 244153）
摘要：如何降低火电厂厂用电率，降低发电成本，提高机组性能和效率，已成为燃煤机组提质增效的重要课题。本文重点介绍了国电铜陵电厂630MW机组送风机变频改造后实际运行情况下的节能分析，以及送风机变频器故障造成变频自动切至工频运行时逻辑分析说明，确保送风机运行可靠性和经济性。
关键词：送风机；变频改造；节能；可靠性；经济性
国电铜陵电厂（以下简称电厂）2号机组利用B修机会进行了送风机变频改造，并相应地修改了热控逻辑，具备了自动变频切工频功能。目前，送风机运行情况可靠，节能效果明显。现就送风机变频改造控制逻辑说明及改造后的可靠性、经济性做一简要分析。
1 风机变频改造系统图分析
电厂2号机组两台送风机电机电源分别取自6KV2A段、6KV2B段，QF是送风机6KV电源主开关，QF1是送风机变频器进线开关，QF2是送风机变频器出线开关，QF3是送风机变频器旁路开关。当送风机工频运行方式下，送风机QF开关合位（差动保护投入）且QF3开关合闸，QF1和QF2开关在分闸位；当送风机变频运行方式下，送风机QF开关合位（差动保护退出）且QF1和QF2开关合闸，QF3开关在分闸位（如图1）。
图1 送风机变频旁路系统图
2 风机变频改造后运行可靠性分析
（1）以2B送风机发生变切工为例：当2B送风机变切工在30秒内未完成，2B送风机QF开关跳闸后，2A送风机变频不切手动，2B送风机变频指令叠加到2A送风机指令上，让2A送风机尽量承担两台送风机负荷。但此时应特别注意2A送风机电流，如电流超过179A，而变频器又未能自动闭锁住，2A送风机有可能跳闸。
（2）任一台送风机变切工不成功，30秒后触发送风机RB保护动作。
（3）机组运行中，变频器故障跳闸后，QF1、QF2开关联锁跳闸，同时QF1开关合闸，触发“变切工”，动叶挡板会开到当前负荷对应工频运行时的开度，此时炉膛压力会较正，必要时手动调整风机工频运行时的开度，防止炉膛压力超出±3kpa范围，则锅炉MFT会动作。
3 风机变频改造后运行经济性分析
根据流体机械的转速变化与其流量、压力和功率之间的变化关系可以得知，当通过降低风机转速以减少流量来达到节流的目的时，所消耗的功率将降低很多，这是因为风机的输入功率与其转速的3次方成正比，例如：当电机转速降低到额定转速的80%时，流量减少到额定值的80%，而轴功率却下降到额定功率的51%；若流量需减少到额定值的40%，则转速相应减少到额定转速的40%，此时轴功率下降到额定功率的6.4%。由此可见，调速节电效果即节电率大小，主要取决于风机转速随风机负荷降低的幅度，即风机转速降低的幅度越大，节电率就越大。
3.1送风机改造前后经济性计算
3.1.1 经济性分析
（1）由表1可知：在高负荷600MW时，随着频率不断的增加，出口压力随之增大，其单台送风机电流（动叶开度85%）也随即增大；同样送风机工频运行时，随着风机出口压力的增大，工频电机电流也增大。从变频与工频运行参数对比来看，风机出口压力基本一致，频率从71%升至77%时，风机电流偏差幅度较小（4A），这说明机组负荷越高，动叶开度保持较高的开度时，风机变频与工频运行时电机所做的功基本相同，即机组高负荷时送风机变频运行节能效果不明显。
（2）送风机工频运行时，机组负荷从380升至480MW时，风机工频电流变化很小，再升至550MW时，工频电流偏差幅度较大。送风机变频运行时的数据与之对比，送风机出口压力随机组负荷下降而下降，且变频器输入电流也大幅下降，消耗在克服风道的流通阻力功率大大减小，机组相同负荷下送风机变频电机电流小于工频电机电流，机组负荷越低其两种运行状态的电流差越大，从而体现出送风机变频调速的优越性。不难看出，450MW升至550MW时风机节能效果尤为突出。
（3）在频率40HZ时，机组负荷发出减闭锁信号，这样不仅不利于快速响应负荷变化，还容易导致单台送风机失速的可能。因此，随着负荷的降低，送风机的动叶也随之手动关小。
3.2.2 经济性计算
电厂2号机组送风机电机参数：功率1500KW，电压6KV，电流179A，功率因数0.844。
（1）送风机变频改造前，在日平均负荷460MW工况下，电机在工作频率50HZ下工作，电机电压U=6KV，电机电流I=71A，功率因数cosψ=0.844，每小时消耗功率：
W改造前=3?UIcosψ≈1.732×6×71×0.844≈622KW
（2）送风机变频改造后，在日平均负荷460MW工况下，电机在工作频率50HZ下工作，电机电压U=6KV，电机电流I＇=42A，其中变频器电压U″=380V，变频器电流I″=72A，功率因数cosφ=0.844，每小时消耗功率：
W改造后=3?UI＇cosψ≈1.732×6×42×0.844≈368KW
W变频器=3?U″I″≈1.732×380×72×10﹣?≈47KW
（3）以每台机组全年运行时间t=5500h计算，每年节约电量为：
W全年节约=（622－368－47）×5500 =113.85万KW?h
节电率为：λ=（622－368－47）/622×100% =33.28%
以供电价0.4069元/kW?h计算，每年节约电量折合人民币为：
Κ=113.85×0.4069=46.3万元/年
（4）根据以上分析计算结果，可以得出以下结论：若2号机组全年运行时间越长，其节电率就越高。同样，若引、一次风机均利用变频调速来实现节能，那么效果相当明显，机组厂用电率将会大幅下降，尤其在85%额定负荷下运行时节能效果更加明显。由此可见，对厂用6KV送风机电机进行变频改造后的经济效益是相当可观的。
4 结语
通过对2号机组送风机变频器改造投产后一年多的运行观察，设备节电效果明显，运行稳定，发生故障后热控逻辑动作可靠。实践证明，送风机变频改造方案是成功的，经济效益也是可观的，同样也为引、一次风机变频改造提供了理论依据。
参考文献：
［1］国电铜陵发电有限公司630MW超临界发电机组运行规程（QB），2013-06.
［2］MAXF高压变频调速装置用户手册［Z］，上海科达机电控制有限公司、上海发电设备成套设计研究所，2004-06.
作者简介：
姚志宏（1966-）男，本科，高级工程师，从事600MW机组集控运行工作，并对大机组节能降耗方面有一定研究。
胡亚军（1970-）男，本科，高级技师，从事600MW机组集控运行工作，并对大型燃煤机调试、锅炉燃烧性能方面有一定研究。
并对大机组节能降耗方面有一定研究。
谭占臣（1985-）男，本科，工程师，主要从事600MW机组集控运行工作。
论文作者:姚志宏,胡亚军,谭占臣
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/26
标签：送风机论文; 机组论文; 风机论文; 电流论文; 负荷论文; 变频器论文; 电机论文; 《电力设备》2016年第12期论文;